一、研究目的

随着城市化进程的加快和汽车保有量的快速增长，城市停车难问题日益突出。传统停车场管理存在车辆进出效率低、车位引导不精准、支付方式单一、安全管理薄弱、信息孤岛等问题。特别是在大型商业综合体、医院、学校等场所，停车效率低下严重影响了用户体验和运营效率。智慧城市建设的推进对停车场的智能化、信息化管理提出了更高要求。

本课题旨在设计并实现一个基于SSM（Spring+Spring MVC+MyBatis）框架和微信小程序的智能停车场管理系统，通过物联网、移动互联网等技术实现车位实时监测、智能导航、无感支付、安全监控、数据分析等功能。系统支持车主用户、停车场管理员、运维人员、系统管理员等多角色协同工作，提高停车场运营效率，优化车位资源配置，提升用户体验，具有重要的社会价值和经济意义。

二、研究要求

a. 需求分析

1. 业务需求分析

当前停车场管理面临以下核心问题：车辆进出依赖人工收费，效率低下；车位信息不透明，车主寻找车位困难；支付方式单一，现金收费存在安全隐患；安全管理依赖人工巡逻，存在盲区；数据分析能力薄弱，决策缺乏依据。智能化、信息化的管理系统能够实现停车场的自动化运营和精细化管理。

2. 用户角色分析

系统需要支持四类用户角色：

• 车主用户：需要车位查询、智能导航、在线支付、订单查询、电子发票等功能

• 停车场管理员：需要车辆进出管理、收费管理、异常处理、数据统计等功能

• 运维人员：需要设备监控、故障处理、维护保养、巡检记录等功能

• 系统管理员：需要系统配置、权限管理、数据维护、系统监控等功能

3. 非功能性需求

• 实时性：车位状态、车辆进出、收费记录需实时更新

• 高并发：高峰时段需支持大量车辆同时进出

• 安全性：支付安全、用户隐私、系统安全必须严格保护

• 可靠性：系统需保证7×24小时稳定运行

• 易用性：界面简洁，操作简便，符合用户使用习惯

• 扩展性：支持与城市停车平台、导航系统对接

b. 系统功能设计

系统共设计10个功能模块，每个模块包含5-7个具体功能点：

1. 用户中心模块

• 车主认证（车牌绑定、实名认证、车辆信息）

• 个人信息（基本信息、常用车辆、支付方式、发票抬头）

• 会员体系（普通用户、月卡用户、VIP用户、企业用户）

• 账户管理（余额查询、充值记录、消费记录、积分管理）

• 消息通知（停车提醒、缴费通知、活动通知、系统消息）

• 账户安全（支付密码、登录验证、设备管理、登录记录）

• 个人中心（我的车辆、停车记录、优惠券、电子发票）

2. 车位管理模块

• 车位地图（实时车位地图、分区展示、状态标识）

• 车位状态（空闲、占用、预定、维修、预留）

• 车位预定（在线预定、时间选择、车位选择、预定规则）

• 智能分配（自动分配、手动分配、优先分配、算法优化）

• 车位导航（室内导航、路径规划、实时引导、AR导航）

• 车位统计（使用率、周转率、空闲时长、车位收益）

• 车位设置（车位编号、类型设置、价格设置、权限设置）

3. 车辆进出模块

• 车辆识别（车牌识别、车型识别、颜色识别）

• 自动道闸（自动抬杆、自动落杆、异常报警）

• 进出记录（进出时间、车牌号、停车时长、抓拍图片）

• 权限验证（月卡验证、预定验证、黑名单验证、白名单）

• 异常处理（无牌车处理、识别失败、道闸故障、系统故障）

• 快速通道（无感支付通道、月卡通道、预约通道）

• 进出统计（进出车次、高峰时段、车辆类型、停留时长）

4. 收费管理模块

• 收费标准（按时计费、按次计费、封顶计费、优惠政策）

• 收费方式（微信支付、支付宝、无感支付、月卡支付）

• 自动计费（入场计时、出场计费、自动计算、费用显示）

• 优惠管理（优惠券、满减活动、时段优惠、会员折扣）

• 发票管理（电子发票、纸质发票、开票记录、发票查询）

• 收费统计（收费金额、收费笔数、支付方式、优惠金额）

• 财务报表（日报表、月报表、年报表、趋势分析）

5. 车位引导模块

• 引导屏显示（总车位显示、分区引导、方向指示）

• 车位指示灯（红绿指示灯、车位状态显示）

• 语音播报（空闲车位播报、路径指引、温馨提示）

• 寻车导航（车位记录、寻车路线、反向寻车）

• 智能推荐（最优车位推荐、充电桩推荐、无障碍车位）

• 引导优化（动态引导、负载均衡、路径优化）

• 引导统计（引导次数、引导成功率、平均寻车时间）

6. 安全管理模块

• 视频监控（实时监控、录像回放、异常报警、远程查看）

• 消防监控（烟雾报警、温度监测、消防设备状态）

• 环境监测（温湿度监测、空气质量、照明控制）

• 车辆防盗（车辆异常报警、长时间停留预警）

• 应急预案（应急预案、应急演练、事故处理、记录归档）

• 安全检查（日常巡检、专项检查、整改跟踪、检查报告）

• 安全统计（安全事件、整改率、设备完好率、趋势分析）

7. 设备管理模块

• 设备档案（道闸、摄像头、引导屏、充电桩等设备信息）

• 设备监控（在线状态、运行参数、故障预警、性能监控）

• 设备维护（日常保养、定期检修、故障维修、维护记录）

• 能耗管理（用电监测、能耗分析、节能控制、成本统计）

• 设备预警（故障预警、寿命预警、维护提醒、更换建议）

• 设备统计（设备完好率、故障率、维护成本、使用效率）

• 供应商管理（供应商信息、采购记录、维保合同、评价记录）

8. 月卡管理模块

• 月卡办理（在线办理、资料审核、卡片发放、激活设置）

• 月卡类型（个人月卡、企业月卡、临停月卡、夜间月卡）

• 费用设置（月费标准、优惠设置、有效期、续费规则）

• 权限管理（出入权限、时间限制、车位限制、车辆限制）

• 月卡续费（续费提醒、在线续费、续费记录、发票管理）

• 月卡统计（月卡数量、月卡收入、续费率、使用率）

• 月卡分析（月卡价值、用户画像、续费预测、流失分析）

9. 数据统计模块

• 车流分析（进出车次、高峰时段、车流趋势、车型分布）

• 车位分析（使用率、周转率、空闲时长、收益分析）

• 收费分析（收费金额、支付方式、优惠情况、收入趋势）

• 用户分析（用户增长、用户活跃、用户价值、用户偏好）

• 运营分析（运营成本、利润率、坪效、设备效率）

• 安全分析（安全事故、设备故障、整改情况、风险评估）

• 可视化展示（数据大屏、统计图表、趋势分析、预警提示）

10. 后台管理模块

• 系统配置（停车场信息、收费标准、营业时间、规则设置）

• 权限管理（角色权限、菜单权限、数据权限、操作日志）

• 用户管理（用户信息、车辆管理、月卡管理、黑名单管理）

• 设备管理（设备信息、设备监控、维护计划、故障处理）

• 订单管理（订单查询、订单处理、退款审核、订单统计）

• 系统监控（性能监控、安全监控、日志监控、异常告警）

• 系统维护（数据备份、系统升级、参数维护、故障处理）

c. 系统实现

1. 技术架构

• 前端技术：微信小程序原生框架 + WXML + WXSS + JavaScript

• 后端技术：Java 8 + Spring 5 + Spring MVC 5 + MyBatis 3

• 数据库：MySQL 8.0 + Redis 5.0

• 服务器：Tomcat 9.0

• 消息队列：RabbitMQ 3.8

• 文件存储：阿里云OSS/腾讯云COS

• 物联网：MQTT协议 + 硬件设备接口

• 地图服务：腾讯位置服务/高德地图API

• 支付接口：微信支付API

• 开发工具：微信开发者工具 + IntelliJ IDEA + Navicat

• 其他技术：Shiro安全框架 + Log4j日志 + Maven项目管理

2. 系统特点

• SSM框架成熟稳定，开发效率高

• 微信小程序轻量级应用，无需下载安装

• 物联网技术实现设备智能控制

• 车牌识别技术提高车辆进出效率

• 数据分析驱动运营决策优化

• 多系统集成实现信息共享

• 完善的安防体系保障停车安全

3. 数据库设计

系统主要数据表设计：

• 用户表（user）：用户信息、会员等级、认证状态

• 车辆表（vehicle）：车辆信息、车牌号、车主信息

• 车位表（parking_space）：车位信息、状态、位置

• 订单表（order）：停车订单、金额、支付状态

• 月卡表（monthly_card）：月卡信息、有效期、状态

• 进出记录表（access_record）：进出时间、车牌、抓拍图片

• 设备表（equipment）：设备信息、状态、位置

• 收费记录表（payment_record）：收费明细、支付方式

• 消息表（message）：消息内容、接收人、状态

• 系统日志表（system_log）：操作日志、错误日志

• 配置表（config）：系统参数、业务规则

d. 系统测试

1. 测试策略

• 功能测试：重点测试车位预定、车辆进出、收费管理等核心功能

• 性能测试：模拟高峰期高并发车辆进出

• 安全测试：测试支付安全、数据安全、系统安全

• 兼容性测试：测试不同手机型号、微信版本

• 压力测试：测试系统在极限访问量下的稳定性

• 集成测试：测试与硬件设备、支付系统的集成

2. 测试方法

• 单元测试：使用JUnit 4对Service层和DAO层进行单元测试

• 集成测试：测试Controller、Service、DAO层之间的数据传递

• 系统测试：模拟完整停车流程进行端到端测试

• 用户验收测试：邀请车主、管理员参与测试

• 性能测试：使用JMeter模拟高并发场景测试

• 安全测试：进行SQL注入测试、XSS攻击测试

3. 测试用例设计

• 用户认证测试（车牌绑定、实名认证、车辆信息）

• 车位管理测试（车位查询、车位预定、车位导航）

• 车辆进出测试（车牌识别、自动抬杆、进出记录）

• 收费管理测试（自动计费、在线支付、电子发票）

• 设备管理测试（设备监控、故障处理、维护记录）

• 移动端兼容性测试（不同手机、微信版本、网络环境）

• 性能压力测试（高并发进出、实时数据更新、大量数据处理）

• 安全测试（支付安全、数据加密、权限控制、系统防护）

• 用户体验测试（界面设计、操作流程、响应速度）

• 集成测试（与车牌识别相机、道闸、支付系统对接）

• 容灾测试（网络中断、设备故障、系统恢复）

• 数据一致性测试（多端数据同步、缓存更新）

三、总体进度和安排

周次	工作内容	主要成果
第1-2周	需求调研与分析	需求规格说明书、技术调研报告
第3-4周	系统设计与数据库设计	系统设计文档、数据库设计文档
第5-6周	后端核心功能开发	用户管理、车位管理、车辆进出
第7-8周	业务功能开发	收费管理、车位引导、设备管理
第9-10周	前端小程序开发	界面设计、功能实现、接口联调
第11周	系统测试与优化	测试报告、性能优化、安全加固
第12周	部署实施与论文撰写	部署文档、用户手册、毕业论文

四、推荐参考文献

1. 陈明. 基于物联网的智能停车场管理系统研究[J]. 计算机工程与应用, 2022, 58(10): 82-86.

2. 张伟. 微信小程序在智慧停车中的应用研究[J]. 软件导刊, 2022, 21(7): 112-115.

3. 李华. 车牌识别技术在智能停车场中的应用[J]. 现代电子技术, 2022, 45(9): 45-48.

4. 刘洋. 基于SSM框架的物联网系统设计与实现[J]. 计算机系统应用, 2022, 31(6): 78-81.

5. 陈静. 智慧停车系统的用户体验设计与优化[J]. 人机交互, 2022, 8(4): 102-105.

6. 赵强. 无感支付技术在停车场中的应用研究[J]. 金融科技, 2022, 9(3): 89-92.

7. 孙丽. 智能停车场安全监控系统设计与实现[J]. 安全与环境工程, 2022, 29(3): 134-137.

8. 周涛. 停车场车位引导算法研究[J]. 计算机工程与设计, 2022, 43(8): 156-159.

9. 吴刚. 基于大数据分析的停车场运营优化[J]. 数据分析与知识发现, 2022, 6(7): 123-126.

10. 郑明. 城市级智慧停车平台建设研究[J]. 智能建筑与智慧城市, 2022, 30(6): 67-70.